Таблица 2.35 Гранулометрический состав глины

Таблица 2.36 Керамические свойства глины

Таблица 2.37 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Месторождение Елизаветинское. Химический состав глины приведен в табл. 2.38.

Таблица 2.38 Химический состав глины

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.39.

Таблица 2.39 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.40.

Таблица 2.40 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.41.

Таблица 2.41 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Преобладающими глинообразующими минералами в глине являются монтмориллонит с гидрослюдой. Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом полусухого прессования. Месторождение Косулинское. Химический и гранулометрический составы глины приведены в табл. 2.42 и 2.43 соответственно. Керамические свойства глины приведены в табл. 2.44.

Таблица 2.42 Химический состав глины

Таблица 2.43 Гранулометрический состав глины

Таблица 2.44. Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.45.

Таблица 2.45 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом пластического формования.

Месторождение Нижнее-Туринское. Химический и гранулометрический составы глины приведены в табл. 2.46 и 2.47 соответственно.

Таблица 2.46 Химический состав глины

Таблица 2.47. Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.48.

Таблица 2.48 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.49.

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича и пустотелых блоков методом пластического формования и полусухого прессования.

Месторождение Североуфалейский бокситовый рудник. Химический состав глины приведен в табл. 2.50.

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.51.

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.52.

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.53.

Таблица 2.49 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Таблица 2.50 Химический состав глины

Таблица 2.51 Гранулометрический состав глины

Таблица 2.52 Керамические свойства глины

Таблица 2.53 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом пластического формования.

Оренбургская область.

В области легкоплавкие глины распространены почти повсеместно Лессовые суглинки преимущественно аллювиального происхождения, мощностью часто до 10-15 м.

Ново-Пермское месторождение (Орский район) представлено аллювиальными глинами долины р. Урал и сложено бурыми лессовидными суглинками, содержащими иногда примеси гальки, мощностью 1-15 м, в среднем 6,7 м. Вскрыша - чернозем и супеси до 15 м. Суглинки вскипают от соляной кислоты. Известь содержится в равномерно рассеянном состоянии.

Химический состав глины приведен в табл. 2.54.

Таблица 2.54 Химический состав глины

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.55.

Таблица 2.55 Гранулометрический состав глины

По технологическим свойствам глины при добавке песка до 30 % пригодны для производства кирпича.

В районе г. Соль-Илицка развиты лессовые породы мощностью 3-4 м, представленные часто смещающимися разновидностями суглинков и супесей с переходом в пески. Для кирпичного производства эти породы дают низкокачественное сырье.

Химический состав глин приведен в табл. 2.56.

В районе г. Оренбурга кирпичным сырьем служат аллювиальные лессовидные отложения мощностью до нескольких метров. Под слоем этих пород расположены глины пермского возраста, по своим технологическим свойствам пригодные для производства кирпича.

Таблица 2.56 Химический состав глины

Орское (Алимбетовское) месторождение. Химический состав глины приведен в табл. 2.57.

Таблица 2.57 Химический состав глины

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.58.

Таблица 2.58 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.59.

Таблица 2.59 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.60.

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом полусухого прессования.

Таблица 2.60 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Бердинское месторождение. Химический состав глины приведен в табл. 2.61.

Таблица 2.61 Химический состав глины

В светлобурой разновидности преобладающий глинообразующий минерал - гидрослюда.

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.62.

Таблица 2.62 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.63.

Таблица 2.63 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.64.

Таблица 2.64 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом полусухого прессования.

Месторождение Меновый Двор. Химический состав глины приведен в табл. 2.65.

Таблица 2.65 Химический состав глины

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.66.

Таблица 2.66 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.67.

Таблица 2.67 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.68.

Таблица 2.68 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом полусухого прессования.

Месторождение Покровское. Химический состав глины приведен в табл. 2.69.

Таблица 2.69 Химический состав глины

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.70.

Таблица 2.70 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.71.

Таблица 2.71 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.72.

Таблица 2.72 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом полусухого прессования.

Месторождение Чебеньки. Химический состав глины приведен в табл. 2.73.

Таблица 2.73 Химический состав глины

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.74.

Таблица 2.74 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.75.

Таблица 2.75 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.76.

Таблица 2.76 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом полусухого прессования.

Челябинская область.

Отложения третичного времени, представленные богатейшими залежами самых разнообразных глин как по химическому составу, так и по физическим свойствам, определяют возможность нахождения повсеместно глин пригодных для производства кирпича. В данном случае для каждого конкретного момента лишь требуется доразведка и выяснение качества конкретного месторождения глин. Но в общем следует отметить, что глины отнесены к разряду дающих наиболее высококачественный кирпич.

Першинское месторождение. Глины относятся к аллювиальным, представлены главным образом суглинками различных цветов. Химический состав глины (в %): SiO2 69,1; Al2O3 15,6; Fe2O3 4,45; CaO 2,26; MgO 1,26; ППП 4,18. Месторождение не обладает постоянностью ни в вертикальном, ни в горизонтальном проложении, обыкновенно перемешивается с глинистыми песками, носит линзообразную форму залегания, которая естественно отражается на условиях добычи качественной глины.

Полетаевское месторождение. Мощность пласта кирпичных глин колеблется от 3 до 9 м. Подстилающие породы: красные пески и каолинизированные продукты разрушения гранитов. Месторождение находится на южном склоне водораздела реки Миасс и реки Биргильды. Ближе к реке Биргильды залегают иловатые глины. Глина красная, достаточно отощенная, вполне пригодна для производства кирпича.

Брединское месторождение. Химический состав глины приведен в табл. 2.77.

Таблица 2.77 Химический состав глины

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.78.

Таблица 2.78 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.79.

Таблица 2.79 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.80.

Таблица 2.80 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом пластического формования.

Увельское месторождение. Месторождение приурочено к озерно-аллювиальным отложениям четвертичного возраста, разрез которых сложен почвенным слоем, бурыми суглинками и желтовато-серыми глинами.

Промышленная залежь пластообразной формы с размерами в плане 500х230 м, средней мощностью 2,2 м (0,5-4,4 м) сложена бурыми плотными суглинками и желтовато-серыми вязкими, плотными глинами. Суглинки содержат известковые включения, кварцевую гальку, содержание их колеблется от 0,12 до 9,8 %, размеры - от 2,0 до 37 мм.

Химический состав глины приведен в табл. 2.81.

Таблица 2.81 Химический состав глины

Результаты испытаний кирпича:

- водопоглощение, % - 9,36-10,9;

- предел прочности при сжатии, МПа - 9,55-21,2.

Кроме упомянутых месторождений в Челябинской области эксплуатируются: Круглянское, Коркинское, Еманжелинское, Миасское, Златоустовское, Магнитогорское, Троицкое месторождения кирпичных глин.

Республика Башкортостан.

В пределах Республики Башкортостан строительные глины представлены аллювиально-делювиальными глинами четвертичного возраста. Их залежи приурочены к террасам рек.

Мощность этих отложений достигает 7-10 м и более. Разведанные запасы в каждом случае исчисляются в несколько миллионов кубометров. По технологическим свойствам глины вполне пригодны для производства кирпича. Местами глины содержат известняковую гальку, но в очень ограниченных количествах, не отражающихся на качестве продукции.

Легкоплавкими (кирпичными, черепичными, цементными и т.д.) глинами Республика Башкортостан значительно более богата, нежели огнеупорными. На базе наиболее крупных месторождений развивается производство строительных материалов.

К наиболее значимым месторождениям относятся: Талалаевское, Тавтимановское, Шакшинское Стерлитамакское, Баймакское, Белебеевское, Белорецкое, Давлехановское, Красноусольское, Ротмановское.

Стерлитамакское месторождение. Расположено около города Стерлитамак на плейстоценовой террасе р. Белой. Пласт глины мощностью до 10 м залегает под почвой (0,5-1,0 м). Химический состав глины приведен в табл. 2.82.

Таблица 2.82 Химический состав глины

Месторождение Казаяк. В низине у подножия гор развиты светлобурые глины мощностью от 1 до 8 м. Содержат местами прослои и линзы известняковой гальки. Химический состав глины приведен в табл. 2.83.

Таблица 2.83 Химический состав глины

Талалаевское месторождение. Химический и гранулометрический составы глины приведены в табл. 2.84 и 2.85.

Таблица 2.84 Химический состав глины

Таблица 2.85 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.86.

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.87.

Таблица 2.86 Керамические свойства глины

Таблица 2.87 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом полусухого прессования и пластического формования.

Шакшинское месторождение. Химический состав глины приведен в табл. 2.88.

Таблица 2.88 Химический состав глины

Гранулометрический состав проб глины приведен в табл. 2.89.

Таблица 2.89 Гранулометрический состав глины

Керамические свойства глины приведены в табл. 2.90.

Таблица 2.90 Керамические свойства глины

Спекаемость глины и физико-механическая характеристика образцов приведены в табл. 2.91.

Таблица 2.91 Спекаемость и физико-механическая характеристика образцов

Заводскими испытаниями установлена пригодность глины для производства кирпича методом пластического формования и полусухого прессования.

2.6 Бентониты

Бентониты - тонкодисперсные глинистые образования, представленные алюмосиликатами, состоящими на 80-90 % из хорошо окристаллизованного диоктаэдрического монтмориллонита с примесью смешанослойных глинистых минералов и селадонит-глауконитовой слюды. В качестве парагенетических минералов характерны агат, халцедон, цеолиты, кристобалит, горный хрусталь, аметист, сульфидные минералы (галенит, халькопирит, сфалерит, пирит).

Бентониты образуются путем гидротермального метасоматоза субинтрузивных, эффузивных и вулканогенно-осадочных пород, в частности андезит-базальтовых порфиров, липарит- и трахит-базальтовых туфов и пеплов. Качественное разнообразие образовавшихся бентонитов зависит как от состава исходных пород, так и от состава термальных вод, их температуры. Наиболее благоприятные условия для преобразования вулканических стекол в монтмориллонит создавались при низких (50-220оС) и средних (200-300оС) температурах гидротерм и их высокой щелочности (рН = 9-10).

Бентониты, приуроченные к гумидной и аридной зоне метагенеза, подразделяются на морские и континентальные - пресноводно-озерные. В структурном отношении они приурочены к платформенным районам. Формировались они в эпохи ослабленной тектонической деятельности.

По качеству эти бентониты уступают бентонитам гидротермально-метасоматического и вулканогенно-осадочных типов. Однако они являются кондиционным формовочным сырьем в литейном производстве, используются для изготовления буровых растворов, высокосортного керамзита, а при активации и модернизации могут с успехом применяться в качестве адсорбентов, катализаторов в нефтехимической и пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и др.

Бентонитовые глины высокодисперсные, пластичные, поглощающие много воды при затворении, склонны к значительному набуханию (коэффициент набухания до 19%).

Бентонитовые глины содержат (мас. %): SiO2 56,0-60,0; Al2O3 15,5-20,0; Fe2O3 4,5-9,0, в лучших разностях до 1,0; Na2O 2,5, для них характерна высокая емкость обменного комплекса (от 63 до 112 моль на 100 г сухой породы). По составу обменных катионов бентониты подразделяются на щелочные, где основным компонентом обменного комплекса являются катионы натрия и щелочно-земельные (кальциевые, магниевые, кальцие-магниевые, магние-кальциевые), где больше половины обменных катионов принадлежат кальцию и магнию.

Щелочные бентониты характеризуются высокой набухаемостью, коллоидальностью, пластичностью и максимально возможной для глин связующей способностью. Они относятся в основном к категории высококачественного сырья, которое используется во многих отраслях промышленности.

Щелочноземельные бентониты характеризуются меньшей гидрофильностью и связующей способностью. Они, как правило, уступают по качеству щелочным бентонитам, в естественном состоянии к использованию в ряде отраслей промышленности пригодны мало.

Бентониты обладают высокой связующей способностью, адсорбционной и каталитической активностью. Глины с меньшим, но преобладающим, содержанием монтмориллонита называются бентонитоподобными.

Реакционноспособность бентонитов, по-видимому, зависит не только от их структурных особенностей, но и от предельно тонкой величины зерна. Они, например, содержат более 40% материала менее 0,06 мкм, в то время как глины около 5-20%, каолины 0,5-1,5% .

Анализ особенностей продуктивных на бентониты геологических формаций, а также состава и свойств бентонитов отечественных и зарубежных месторождений позволил установить принадлежность Уральских бентонитов к гидротермально-метасоматическому, вулканогенно-осадочному, осадочному и элювиальному типам.

Для прогноза и поисков новых месторождений бентонитов в Уральском регионе могут представлять интерес районы активизации тектогена и миграции ювенильных растворов в областях завершающей складчатости и краевых частей платформ. Примером может служить месторождение Южное Убаганской группы в Северном Казахстане (Тургайский прогиб), тяготеющее к тафросинклиналям пермо-триасового возраста.

К терригенно- и коллоидно-осадочным месторождениям относится Зыряновское месторождение щелочноземельных бентонитов (Курганская область). Окраска бентонитов обычно темная, излом зернистый, реже раковистый, в воде распускается без заметного набухания. При высыхании плотные разности становятся камнеподобными, слоистые растрескиваются по напластыванию.

Эти бентониты на 60-70% состоят из кальций-магниевого монтмориллонита. В качестве примесей в них присутствуют смешанослойные глинистые минералы, гидрослюды, палыгорскит, каолинит и редко аллофан.

Химический состав бентонита (мас. %) на абсолютно сухое вещество: SiO2 54,81; Al2O3 16,12; Fe2O3 6,28; FeO 0,14; TiO2 0,93; CaO 2,2; MgO 1,56; K2O 0,69; Na2O 0,38; SO3 0,07; CO2 2,36.

К элювиальному типу относятся в основном щелочноземельные бентониты, образуемые путем глубокого субаэрального выветривания и физико-химического изменения интрузивных, эффузивных и осадочных пород.

Из интрузивных пород наиболее благоприятны ультрамафитовые, ультраосновные, реже основные (серпентиниты, передониты и др.), богатые соединениями железа и магния. По ним образуются нонтронитовые глины, близкие по свойствам к бентонитам. Они используются как связующий материал для окомкования железорудных концентратов и в литейном производстве (Сахаринское и другие проявления на Южном Урале).

Из эффузивных пород наиболее благоприятные для формирования элювиальных бентонитов - кислые, реже основные породы - липариты, андезит-липариты и андезиты. По ним образуются светлые маложелезистые щелочноземельные и смешанные бентониты (Усть-Маньинское проявление на восточном склоне Северного Урала).

В 2000 г. по инициативе ЗАО «НП «Челябинское рудоуправление» были начаты работы по прогнозной оценке восточной части Челябинской области на бентонитовые глины для многоцелевого использования.

По геологическому изучению территории Челябинской области предполагаемая территория залегания бентонитовых глин располагается в пределах развития кайнозойских отложений - чеганской свиты палеогена и аральской свиты неогена. С этими толщами связывают бентонитоносные осадки (монтмориллонитовые глины) морского и континентального генезиса.

Площадь месторождения ограничена территорией развития континентальных отложений миоцена (аральская свита) и морских осадков верхнего эоцена (чеганская свита) от пос. Калачевка на севере до г. Троицка на юге.

По прогнозам установлено наличие бентонитов хорошего качества.

Результаты полуколичественного анализа показали, что в составе глины содержится кристаллический кварц (не более 50 мас. %) и смектиты со смешанным заполнением межслоевых промежутков одно- (преобладающая форма) и двухвалентными катионами (до 40 мас. %), а также гидрослюда типа иллита и рентгеноаморфное вещество.

Кристаллический хлорит в пробах не установлен. В состав смектитов может входить незначительная примесь хлоритовых слоев с образованием смешаннослойного неупорядоченного минерала смектитового типа.